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2.4GHz対応のRFチェッカーをケースに入れた

 ラジコンのおもちゃの修理に使う2.4GHzに対応した電波チェッカー作りの続きです。前回の記事では受信部だけを作りましたが、そのままでは使い難いので、アンプとスピーカーを付けてケースに入れました。

 先に完成品の写真です。

▼RFチェッカー
2.4GHzRFチェッカー
 RFセンサーの出力信号を手前の端子に出して、オシロなどの測定器を接続出来るようにしました。ケースは秋月で売っているポリカーボネート製のケースです。(ポリカーボネートケース 117-中 P-00358)

 100円ショップのボリュームアンプが手に入れば、それを土台にして改造するのが手っ取り早そうなのですが、どこにも売っていなくて手に入りませんでした。そんなことで、秋月のケースを使いました。

 また、小さなアンプ基板があれば、少し手抜きが出来るのですが、これも手持ちはありません。仕方が無いので、トランジスタで適当なアンプを作ることにしました。回路は「名張市つつじが丘おもちゃ病院」さんが公開されている、2石アンプをベースに、大きな音が出るようにアレンジしました。

▼回路図
AD8314を使ったRFチェッカー
 トランジスタを能動領域で使っているので、消費電流は無音時で21mAと少し大きくなっています。

▼ブレッドボードで検討中
ブレッドボードでテスト
 いきなり上の回路図になった訳では無く、ブレッドボードであれこれカットアンドトライしました。スピーカーは100円ショップのミニスピーカーから、スピーカーをベゼルごと引っこ抜いた物です。

▼基板
基板
 センサーのAD8314の部分は以前の記事で作った基板をそのまま使いました。ベースの基板が大きいので内部はスカスカです。

▼ケース内部
RFチェッカーの内部
 電源は単4電池を2本使っています。スピーカーはホットボンドで固定しています。

▼裏側
裏側
 こういう小さな物の電源スイッチにトグルスイッチを使うと、持ち運ぶ時に、誤ってONにしてしまう恐れがあるので、スライドスイッチを使いたいところです。でも、手持ちが無かったので、トグルスイッチを使いました。お詫びの印に、この写真の状態を電源OFFにしています。これなら、スイッチに何かぶつかった時はOFFになる可能性の方が高いので、少し安全側です。

▼ミニオシロと組み合わせ
RFチェッカーとミニオシロ
 スピーカーだけでも電波が出ているかどうかは判断できますが、オシロを接続すると得られる情報が増えます。

 この写真のように、ミニオシロの DSO-Shell と組み合わせて使うと良い感じです。オシロの後ろの黒いケースはダイソーの300円モバイルバッテリーで、この組み合わせなら、AC電源が無い場所でも使えて便利です。

 これをあちこちに持って行って、自宅のWiFiの電波の到達具合などを調べると面白いです。一番興味深かったのは、

▼電子レンジの漏洩電波
電子レンジの漏洩電波
 かなり強力な電波が漏れていることが判ります。数百ワットのパワーなので、完全に閉じ込めることなど出来ないでしょう。電波はこの写真のようにAC電源を全波整流した波形で出ていました。ちなみに、このレンジはPanasonic の割と高級機なので、インバーターを使った直流出力になっていると思っていたのですが、意外な結果でした。なお、この波形の周波数は100Hzとかなり低いので、小さなスピーカーではほとんど音は出ないので見逃しそうです。でも、オシロなら確実に検出出来ます。

 あと、電子レンジのスタートスイッチを押してもすぐにはパワーは出ず、2秒くらい遅れて電波が出ます。この理由がすぐに判らなかったのですが、よく考えると当然でした。マグネトロンは一種の真空管なので内部にはヒーターがあり、ここが温まらないと電子が出ないのですぐに動かなかった訳です。

 真空管なんてとっくの昔に絶滅したと思っていたのですが、こんなところにしぶとく残っていました。たぶん1軒に1個は(マグネトロンの)真空管があるということになりそうです。

◆まとめ
 これで2.4GHzのラジコンおもちゃの修理が来ても大丈夫です。 

 先輩ドクターさんのWebを見ると、RFチェッカー以外に赤外線リモコンのチェックなど、いろいろな機能を付けていらっしゃるようです(それにはるかに小さく作られています)。まだ基板には余裕があるので、もう少し機能を追加してもいいかなと思います。

 本文中に書き忘れたのですが、このRFチェッカーをスイッチング電源に近付けると、信号のバックグラウンドが上がることがありました。スイッチングに伴う輻射ノイズを検出しているのだと思いますが、電源のDCDCコンバーターやD級アンプをセンサーのRF検出チップの近くに実装しない方が良さそうです。

フィリップスのシェーバーの電池交換

 長年使ってきたフィリップスのシェーバーの電池の持ちが悪くなってきたので、電池を交換して復活させた話です。実は、最初は新しい物を買うつもりで、面白そうだから分解したのですが。案外簡単に電池交換ができそうだったので、実際にやってみました。

 この記事は、充電式シェーバーの中の構造はこうなっているんだ、と言う紹介記事として読んで頂ければよろしいかと思います。リチウムイオン電池の交換はリスクが伴うので、万人にお勧めするものではありません。

▼フィリップスの充電式シェーバー
フィィリップスのシェーバー
 回転三枚刃式です。型番は消えてしまったのでしょうか、どこにも表示が無くて判りません。たしか6000円くらいの安物です。シェーバーは替え刃が結構高いので、切れ味が悪くなったら、丸ごと新しい物に買い替えた方が良いと思っているので、高級機は買わない主義です。このへん、プリンタも同じことが言えます。

▼分解
分解
 ネジを3本外すだけでここまで分解出来ました。中段の透明ケース内が防水区画になっていて、その外側を外装ケースで取り囲むようになっています。まるで潜水艦のような構造ですが、水洗い可能にするために、こういう設計になっているのでしょう。

 感心するのはケースのモールドの精度の高さです。それに、操作スイッチ側のケースは材質の違うパーツを組み立てた(一体成型した?) 3 ピース構造になっています。最近よく分解している中華な安い電気小物と違って、桁違いに高い技術と精度で作られています。

▼防水ケースを開ける
プリント基板防水ケース
 透明なケースは6個所ラッチで固定されているだけなので、ラッチを浮かすことで分解出来ます。なお、このケースが透明な理由は、LEDの光を外部に出す導光体を兼ねているためです。なお、ラッチを大きく浮かすと、ラッチの根元が変形するので要注意です。透明ケースには押しボタンやガスケットのゴムが一体成型されていて、ここにも高い技術が使われています。

 このシェーバーは数年使っていますが、防水ケースの中はとても綺麗で、水はおろか湿気が入った形跡すらありません。すばらしい技術です。
 
▼電池
基板とリチウム電池
 基板の裏側に570mAh のリチウムイオン電池が取り付けられていました。これを交換出来れば修理出来ます。

 ただ、この電池は単三と同じ直径ですが、長さが単三より短いです。単三電池のサイズは14500ですが、この電池は14430という感じです。単三サイズのリチウムイオン単セル電池なら、手持ちがあるので交換できるのですが、サイズが違うとちょっと難しそうです。

 ここで諦めるしか無いかと思ったのですが、基板を良く見ると、

▼14500サイズ電池用の取り付け穴
電池取り付けパターン
 14500サイズの位置にも長円スルホールの取り付け穴が用意されているではありませんか。これなら14500の単セルリチウムイオン電池を取り付けることが出来そうです。

 問題はタブ付き電池は持っていないので、どうやってタブというか引き出し線を取り付けるかです。

▼単セル電池にタブ用の線をはんだ付け
プラス側
 この電池のプラス端子にはガス抜き用の穴があり、背面は空洞になっているので電池内部に熱が伝わり難い構造になっています。そこを信じて、ごく短時間でリード線をはんだ付けしました。なお普通は、リチウム電池にはんだ付けしてはいけません。
 このマイナス端子側にはプロテクト回路が入っていて、外側は単なる金メッキされたプリント基板になっていて、はんだ付けは簡単です。

 交換用に電池の準備が出来たので、いよいよ電池の交換です。

▼元の電池を取り外し
14500電池が取り付け可能
 old と書いた矢印の先が元の電池のタブが入っていた場所です。新しい電池のタブはfor 14500 と書いた矢印の先の穴に入れます。
 電池ホルダのプラスチック部品には軸方向のズレを防止するための土手があって、そのままでは14500の電池が入らないので、その土手をミニルーターで削り取りました。

▼新しい電池の取り付け完了
入れ替えた電池
 極性を絶対に間違えないよう注意して、電池をはんだ付けします。これは電池のマイナス端子側です。

 なお、電池は生きている(充電されている)ので、はんだ付けはいわゆる活線作業になります。コテ先を変な所に触ると回路を壊す恐れがあるので慎重にやる必要があります。

 これで電池交換は完了です。組み直す時に、防水区画のガスケットにシリコンオイルを塗っておきました。

 電池を入れ変えた直後は回路がエラーを検出してしまうようで、赤色LEDが点滅してボタン操作を何も受け付けなかったのですが、少し充電することで復旧しました。

▼新旧電池
新旧電池
 上が新しく入れた電池(と同じ物)で容量は900mAh、下が元から入っていた電池で容量は570mAhです。中華な電池に表示されている容量をそのまま信じる訳にはいきませんが、容量が増えたのは間違い無いでしょう。

 ちなみに取り外した電池の内部抵抗を測ってみると、178mΩでした。使い込んだ14500リチウムイオン電池の内部抵抗が500mΩくらいだったりしたので、これはまだマシなのかも知れません。

 元から入っていた電池はプロテクト無しだと思いますが、これをプロテクト付きの電池に交換したことになります。何か不具合が起こらないか少し心配だったのですが、特に問題はありませんでした。シェーバーの消費電流は少ないので、まあ普通は大丈夫でしょう。

◆まとめ
 ダメ元で分解したのですが、案外すんなりと電池の交換が出来ました。むやみにゴミを増やすより、直せるものはこうやって直して使った方が良いと思います。

 ちなみに、フィリップスの電動シェーバーの取扱説明書のpdfを発見したのですが、そこにはこのブログの記事の三番目の写真の状態まで分解して、基板ごと電池を取り外して廃棄すように書いてありました。(下記は説明書から抜粋)

フィリップスのシェーバーの取説
 日本のユーザーはここまでやらないと思いますが、これヨーロッパでは常識なんでしょうか。そういえば、ヨーロッパの人はDIY大好きと聞いたことがあるような。
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